DE4022078A1 - Leistungsschalter mit unabhaengiger verklinkungseinrichtung des bewegbaren schaltkontaktes - Google Patents
Leistungsschalter mit unabhaengiger verklinkungseinrichtung des bewegbaren schaltkontaktesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem fest
stehenden Schaltkontakt und einem relativ zu diesem durch eine
Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten betätigbaren
bewegbaren Schaltkontakt sowie mit einer Auslösevorrichtung zur
selbsttätigen Trennung der Schaltkontakte beim Auftreten eines
Stromes unzulässiger Höhe, wobei in einem mechanischen Teil der
Auslösevorrichtung eine drehbar gelagerte Auslösewelle und ein
an der Auslösewelle abstützbarer Klinkenhebel mit zusammen
wirkenden Verklinkungsflächen angeordnet sind und wobei ferner
eine von der Auslösevorrichtung unabhängige Verklinkungsein
richtung zur Freigabe des bewegbaren Schaltkontaktes unter dem
Einfluß eines fehlerhaft hohen Stromes vorgesehen ist.
Ein Leistungsschalter dieser Art ist durch die US-A-47 60 224
bekannt geworden. Die unabhängige Verklinkungseinrichtung ist
bei diesem Leistungsschalter durch eine federbelastete Rolle
und eine Kurvenscheibe mit einer Raststufe für die Rolle aus
gebildet. Diese Anordnung befindet sich im Zuge der Kraftüber
tragung zwischen dem durch die Auslösewelle abstützbaren
Klinkenhebel und einem die Antriebskraft auf die bewegbaren
Kontakthebel übertragenden Kniehebelsystem. Bei einem mehr
poligen Leistungsschalter ist diese Anordnung nur einmal vor
gesehen, so daß die unabhängige Verklinkungseinrichtung dann
anspricht, wenn die Summe der an allen vorhandenen bewegbaren
Kontakthebeln auftretenden abstoßenden Kraft die Haltekraft der
Verklinkungseinrichtung überschreitet.
Der Erfindung liegt ausgehend von einem Leistungsschalter der
vorstehend erläuterten Art die Aufgabe zugrunde, die unabhängige
Verklinkungseinrichtung in ihrem konstruktiven Aufbau wesent
lich zu vereinfachen und zugleich die Wiederholbarkeit des
Wertes der Kraft sicherzustellen, bei welcher die Verklinkungs
einrichtung freigegeben wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Auslösewelle entlang Führungsteilen gegen eine Rückstellkraft
unter Verringerung der Überdeckung zwischen den an der Auslöse
welle und dem Klinkenhebel vorgesehenen Verklinkungsflächen
verschiebbar geführt ist. Die wesentliche Vereinfachung wird
dadurch erzielt, daß die neue Verklinkungseinrichtung weder
Kurvenscheibe noch Rolle erfordert, weil die bereits vorhandene
Verklinkungsstelle zwischen der Auslösewelle und dem Klinken
hebel gleichfalls für die kraftabhängige Freigabe benutzt wird.
Da an dieser Stelle grundsätzlich Präzisionsteile eingesetzt
werden, wirkt sich deren Zuverlässigkeit auch bei der kraftab
hängigen Entklinkung aus.
Soll der Schaltmechanismus zur erneuten Einschaltung zurückge
stellt werden, so müssen die Verklinkungsflächen an der Aus
lösewelle und dem Klinkenhebel wieder zur Berührung gebracht
werden. Anschließend können die Schaltkontakte durch Freigabe
eines Energiespeichers wieder geschlossen werden. Damit dieser
Vorgang zuverlässig abläuft, empfiehlt es sich, die Verschieb
barkeit der Auslösewelle vorübergehend zu blockieren, damit
nicht durch eine plötzliche Last an der Auslösewelle die Ver
klinkung sogleich wieder gelöst wird. In vorteilhafter Weise
ist eine solche Blockierung dadurch zu erreichen, daß ein durch
den Klinkenhebel abgestützter Kniehebel eines im Zuge der Kraft
übertragung zu dem bewegbaren Schaltkontakt angeordneten Knie
hebelsystems mit einer zu seinem Schwenklager konzentrischen
Stützfläche in solcher Anordnung versehen ist, daß während der
Kraftübertragung beim Einschalten die Auslösewelle gegen eine
Verschiebung entlang den Führungsteilen abgestützt ist. Die
vorübergehende Abstützung wird am Ende des Rückstellvorganges
wieder aufgehoben, so daß die Bereitschaft für alle vorge
sehenen Funktionen wieder hergestellt ist.
In bekannter Weise kann die Auslösewelle eine als Halbwelle
ausgebildete Verklinkungsfläche besitzen. Die Verschiebbarkeit
der Auslösewelle kann dadurch bewirkt sein, daß die Auslöse
welle in beiderseits der Verklinkungsfläche angeordneten Lang
löchern geführt sowie durch Blattfedern abgestützt ist. Hier
durch ist die Drehbarkeit und Verschiebbarkeit der Auslösewelle
auf einfache und zuverlässige Weise erreicht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dar
gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt die Schaltmechanik eines
Niederspannungs-Leistungsschalters mit geöffneten Schaltkon
takten.
Fig. 2 ist die Schaltmechanik gemäß der Fig. 1 mit
geschlossenen Schaltkontakten dargestellt.
Fig. 3 zeigt die Schaltmechanik gemäß den vorangehenden
Figuren nach der Entklinkung auf Grund eines fehlerhaften hohen
Stromes.
In den Figuren ist ein isoliert abgestützter feststehender
Schaltkontakt 1 gezeigt, der ein Schaltstück 2 sowie ein Licht
bogenhorn 4 aufweist. Eine Anschlußschiene 5 bildet die Strom
zuführung zu diesem Schaltkontakt. Ein bewegbarer Schaltkontakt
6 umfaßt einen Kontakthebel 7 mit einem Schaltstück 10. Der
Kontakthebel 7 ist an einem Träger 12 um einen Gelenkbolzen 13
schwenkbar, während der Träger 12 seinerseits um einen orts
festen Gelenkbolzen 14 schwenkbar ist. Ein biegsames, aus
mehreren dünnen Folien zusammengesetztes Stromband 15 bildet
eine bewegbare Verbindung zwischen dem unterem Ende des Kon
takthebels 7 und einer weiteren ortsfesten Anschlußschiene 16.
Die beiden Anschlußschienen 5 und 16 sind an einem isolierenden
Stützkörper 17 befestigt. Eine den Schaltkontakten 1 und 6 zu
geordnete Löschkammer 8 ist abgebrochen dargestellt.
Für die Betätigung des bewegbaren Schaltkontaktes 6 ist eine
als Ganzes mit 18 bezeichnete Antriebsvorrichtung vorgesehen.
Diese umfaßt einen Schraubenfedern aufweisenden Energiespeicher
20 sowie ein mehrgliedriges Kniehebelsystem mit einer oberen
Isolierkoppel 21, zwei mittleren Kniehebeln 22 und 23 sowie
einem Treibhebel 24. Zwischen den Kraftspeicher 20 und
den Treibhebel 24 ist ein Mitnehmer 25 eingefügt. Am Gelenk
zwischen den mittleren Kniehebeln 22 und 23 greift ein Stütz
hebel 26 an, dessen anderes Ende gelenkig mit einem ortsfest
gelagerten Klinkenhebel 27 verbunden ist. Eine ebene Ver
klinkungsfläche 30 am Ende des Klinkenhebels 27 steht einer
als Halbwelle ausgebildeten Verklinkungsfläche 32 einer Aus
lösewelle 31 gegenüber.
Wenn die Verklinkungsflächen 30 und 32 gemäß der Fig. 1 im
Eingriff stehen, ist die Bewegbarkeit eines die Kniehebel 22
und 23 mit dem Stützhebel 26 verbindenden Gelenkbolzens 33 auf
einen Kreisbogen um einen Gelenkstift 34 beschränkt, der den
Stützhebel 26 und den Klinkenhebel 27 verbindet. Wird daher der
Federspeicher 20 zum Einschalten freigegeben, so wird der
Treibhebel 24 durch den Mitnehmer 25 entgegen dem Uhrzeigersinn
geschwenkt, wodurch die Kette der Kniehebel gestreckt wird. Die
Schaltkontakte 1 und 6 werden hierdurch zur Berührung gebracht.
Zugleich wird mittels eines auf einer Schaltwelle 36 sitzenden
Kurbelarmes 35, der zwischen der Isolierkoppel 21 und dem
Kniehebel 22 angelenkt ist, die Schaltwelle 36 betätigt. Dem
Kurbelarm 35 entsprechende weitere, auf der Schaltwelle 36 im
Abstand angebrachte Kurbelarme übertragen auf diese Weise die
Schaltbewegung auf weitere Systeme von Schaltkontakten mit dem
beschriebenen Aufbau. Im eingeschalteten Zustand sind die
Schaltkontakte sowie das Kniehebelsystem in der Fig. 2 dar
gestellt.
Die Auslösewelle 31 ist beidseitig der Verklinkungsfläche 32
in jeweils einem Langloch 40 geführt und durch eine an beiden
Enden ortsfest abgestütze Blattfeder 41 unterstützt. Die Lang
löcher können sich in Platinen befinden, welche die Kniehebel
anordnung begrenzen, oder in gesonderten Wandteilen. Die Blatt
feder 41 ist derart bemessen, daß sie die im eingeschalteten
Zustand vom Kniehebelsystem über den Stützhebel 26 und den
Klinkenhebel 27 aufgrund der Hebelverhältnisse übertragene
Kraft abstützt. Für das Zusammenwirken mit der Auslösewelle 31
in einer noch zu beschreibenden Weise besitzt der Treibhebel 24
eine Stützfläche 42, die konzentrisch zu einem ortsfesten
Lagerbolzen 43 angeordnet ist. In der Stellung der Teile gemäß
der Fig. 1 befindet sich der Anfang dieser Stützfläche 42
unterhalb der Auslösewelle 31, während in der Einschaltstellung
gemäß der Fig. 2 die Stützfläche 42 an der Auslösewelle 31
vollständig vorbeibewegt ist. Zur Trennung der Schaltkontakte 1
und 6 wird die Auslösewelle 31 um einen geringen Winkel im Uhr
zeigersinn gedreht. Dies kann beispielsweise durch eine übliche
Auslösevorrichtung geschehen, die einen kombinierten magne
tisch-thermischen Auslöser oder einen die gleichen und weitere
Funktionen aufweisenen elektronischen Auslöser sowie einen Aus
lösemagneten umfaßt. Bei einer Drehung der Auslösewelle 31
verliert die Verklinkungsfläche 30 ihre Abstützung an der Ver
klinkungsfläche 32 der Auslösewelle 31, so daß auf den beweg
baren Schaltkontakt 7 wirkende nichtgezeigte Kontaktkraft- und
Ausschaltfedern und das Kniehebelsystem zum Einknicken bringen
können. Die Teile nehmen dann die in der Fig. 3 gezeigte
Stellung ein.
Die gleiche Wirkung kann jedoch auch dann eintreten, wenn durch
einen hohen Fehlerstrom bewirkte elektrodynamische abstoßende
Kräfte zwischen den Schaltkontakten 1 und 6 die an den Ver
klinkungsflächen 30 und 32 wirksame Kraft derart vergrößern,
daß die Auslösewelle 31 entlang der durch die Langlöcher 40 ge
bildeten Führung entgegen der Vorspannkraft der Blattfeder 41
verschoben wird. Da der Klinkenhebel 27 um ein Drehlager
schwenkbar ist, während die Auslösewelle 31 in einer geraden
Langlochführung geführt ist, verändert sich bei der Ver
schiebung der Auslösewelle 31 die Überdeckung zwischen den
Verklinkungsflächen 30 und 32 so weit, daß der Klinkenhebel 27
freigegeben und hierdurch unmittelbar die Trennung der Schalt
kontakte 1 und 6 unabhängig von einer die Schaltwelle 31 be
aufschlagenden Auslösevorrichtung getrennt werden. Der Leistungs
schalter ist hierdurch in der Lage, auf fehlerhaft hohe Ströme
mit einer strombegrenzenden Öffnung seiner Schaltkontakte zu
reagieren. Dieser Vorgang setzt sehr viel rascher ein, als die
durch eine übliche Auslösevorrichtung bewirkte Drehung der Aus
lösewelle. Maßgebend ist hierbei die gesamte zwischen den Ver
klinkungsflächen 30 und 32 auftretende Kraft, die nicht nur von
den dargestellten Schaltkontakten 1 und 6, sondern aufgrund der
Übertragung mittels der Schaltwelle 36 und der Kurbelarme 35
von den weiteren Schalterpolen herrührt. Es tritt wiederum die
Stellung der Teile gemäß der Fig. 3 ein.
Im Anschluß an eine Auslösung wird der Schaltmechanismus 20 für
eine erneute Einschaltung dadurch vorbereitet, daß der Klinken
hebel 27 mit dem Stützhebel 26 und den Kniehebeln 22 und 23 zu
rückgestellt wird, bis sich die Verklinkungsflächen 30 und 32
wieder gegenüberstehen. Beim Einschalten wird die Auslösewelle
31 durch die unter ihr durchlaufende Stützfläche 42 des Treib
hebels 24 am Ausweichen entgegen der Vorspannkraft der Blatt
feder 41 gehindert, so daß eine sichere Einschaltung statt
finden kann. Zur Aufrechterhaltung der Antriebsvorrichtung 20
in der verklinkten Stellung bei geschlossenen Schaltkontakten 1
und 6 genügt die Vorspannkraft der Blattfeder 41 allein. Die
Stützfläche 42 steht dann wieder außerhalb des Bereiches, in
dem die Auslösewelle 31 verschiebbar ist.
Claims (3)
1. Leistungsschalter mit einem feststehenden Schaltkontakt
(1) und einem relativ zu diesem durch eine Antriebsvorrichtung
(18) zum Ein- und Ausschalten betätigbaren bewegbaren Schalt
kontakt (6) sowie mit einer Auslösevorrichtung zur selbst
tätigen Trennung der Schaltkontakte (1, 6) beim Auftreten
eines Stromes unzulässiger Höhe, wobei in einem mechanischen
Teil der Auslösevorrichtung eine drehbar gelagerte Auslösewelle
(31) und ein an der Auslösewelle (31) abstützbarer Klinkenhebel
(27) mit zusammenwirkenden Verklinkungsflächen (30, 32) ange
ordnet sind und wobei ferner eine von der Auslösevorrichtung
unabhängige Verklinkungseinrichtung zur Freigabe des bewegbaren
Schaltkontaktes (6) unter dem Einfluß eines fehlerhaft hohen
Stromes vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Auslösewelle (31) entlang Führungsteilen (40) gegen eine
Rückstellkraft unter Verringerung der Überdeckung zwischen den
an der Auslösewelle (31) und dem Klinkenhebel (27) vorgesehenen
Verklinkungsflächen (30, 32) verschiebbar geführt ist.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein durch den Klinkenhebel
(27) abgestützter Kniehebel (Treibhebel 24) eines im Zuge der
Kraftübertragung zu dem bewegbaren Schaltkontakt (6) angeord
neten Kniehebelsystems (21, 22, 23, 24) mit einer zu seinem
Schwenklager (43) konzentrischen Stützfläche (42) in solcher
Anordnung versehen ist, daß während der Kraftübertragung zum
Einschalten die Auslösewelle (31) gegen eine Verschiebung ent
lang den Führungsteilen (40) abgestützt ist.
3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auslösewelle (31)
eine als Halbwelle ausgebildete Verklinkungsfläche (32) be
sitzt und in beiderseits der Verklinkungsfläche (32) angeord
neten Langlöchern (40) geführt sowie durch Blattfedern (41)
abgestützt ist.
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